العديد من عمليات الإنتاج الشائعة لأسود الكربون

إنتاج الكربون الأسود الصباغ أسود الكربون هو منتج بترولي ومنتج قطران الفحم القار. لا يمكن إنتاجه في ظل ظروف الضغط تحت الغلاف الجوي والهواء غير الكافي ، ولكنه يتكون من الاحتراق غير الكامل أو الانحلال الحراري للهيدروكربونات في درجات حرارة عالية.

1) عملية إنتاج المصباح الأسود: أول طريقة لإنتاج أسود الكربون في التاريخ هي عملية إنتاج المصباح الأسود. في هذه العملية ، يتم حرق المواد الخام على صفيحة حديدية محترقة بقطر يصل إلى 1.5 متر. غاز الاحتراق المحتوي على أسود الكربون هو غطاء العادم المغطى بالطوب يتجمع ، ثم يمر عبر الكوع (مطوي 1/4) وأنبوب النار للوصول إلى جهاز الترسيب. من أجل التحكم في خصائص أسود الكربون المنتج ، يجب التأكد من أن المواد الخام يتم حرقها بشكل غير كامل بالقرب من الفجوة بين لوحة الاحتراق وغطاء العادم. ولكن في الأنبوب الموجود قليلاً في خط الأنابيب ، سوف يتحلل الاحتراق حرارياً بسبب نقص الأكسجين ، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات أكبر من الكربون الأسود. لهذه الأسباب ، يحتوي التركيب على مجموعة واسعة من توزيع حجم الجسيمات ، والميزة الرئيسية هي الجسيمات الخشنة. نظرًا لأن جزءًا صغيرًا فقط من الجزيئات المتكونة بين قرص الاحتراق وغطاء العادم يمكنه الاتصال بالأكسجين الموجود في الهواء ، فإن أسود الكربون هذا يحتوي على كمية صغيرة فقط من أكاسيد السطح ، وتكون قيمة PH المقابلة محايدة ، والمحتوى المتطاير شديد جدًا صغير.

2) عملية إنتاج الغاز الأسود: يُشتق اسم الغاز الأسود من عملية الإنتاج: يتم تحويل مادة الهيدروكربون الخام أولاً إلى غاز عند تسخينها ، ثم يتم استخدام غاز الاحتراق التلقائي (للطاقة) كناقل ليتم نقله إلى الموقد. أسود الكربون في هذه الخفافيش. عدد كبير من ألسنة اللهب على شكل مروحة تنبعث من الموقد المشكل. نظرًا لأن كل لهب صغير ويحترق في الهواء ، فإن تكوين أسود الكربون يختلف تمامًا عن عملية إنتاج المصباح الأسود (الاحتراق غير الكامل). هنا ، جزيئات الكربون الأسود دقيقة جدًا. وفقًا لأنواع مختلفة ، يتراوح متوسط ​​حجم الجسيمات بين 10 ~ 30 نانومتر ، ومتوسط ​​حجم الجسيمات للغاز الأسود هو 13 نانومتر. على اللهب المشتعل ، هناك أسطوانة مملوءة بالماء تدور ببطء. يتم ترسيب أسود الكربون على الأسطوانة. عندما يتم كشطه ، يتم كشط أسود الكربون. عندما تكون درجة الحرارة لا تزال مرتفعة ، يتلامس أسود الكربون المتشكل حديثًا مع الأكسجين الموجود في الهواء. نتيجة لذلك ، تحدث الأكسدة الجزئية ويتكون عدد كبير من المجموعات الحمضية ، وتكون قيمة الأس الهيدروجيني للغاز المقابل في النطاق الحمضي. ويمكن الحصول على حوالي 6٪ من المادة المتطايرة ، والتي تمثل محتوى أكسيد سطحها.

3) عملية إنتاج القناة السوداء: تستخدم عملية الإنتاج هذه الغاز الطبيعي كمادة خام. تشبه عملية القناة السوداء عملية احتراق الغاز لعملية إنتاج الغاز الأسود. يحترق الغاز الطبيعي ويطلق العديد من ألسنة اللهب على شكل مروحة. المنتج الناتج مشابه للغاز الأسود ولكنه مختلف هنا ، يتم استخدام أخدود مسطح مبرد بالماء على شكل حرف U كأخدود ترسيب لأسود الكربون. لأسباب بيئية واقتصادية ، توقف استخدام هذه الطريقة منذ سنوات عديدة. لن يؤثر إنتاج الغاز الأسود على البيئة البيئية ، ولا تزال عملية الغاز الأسود قيد الاستخدام.

4) عملية إنتاج الفرن الأسود: يتم إنتاج الغاز الأسود في جو مفتوح ، ولكن يتم تنفيذ عملية إنتاج الفرن الأسود في فرن مغلق تحت ظروف نقص الأكسجين. بدلاً من العديد من الحرائق الصغيرة ، يتم استخدام شعلة كبيرة. يستخدم الزيت كمادة خام ويضاف الغاز القابل للاحتراق للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة في الفرن. عن طريق تغيير ظروف عملية إنتاج الفرن الأسود ، يمكن الحصول على الصباغ الأسود المطلوب. على سبيل المثال ، في ظل ظروف مختلفة ، يمكن أن يصل أسود الكربون إلى نطاق واسع من متوسط ​​حجم الجسيمات ، من 80 نانومتر إلى صغير يصل إلى 15 نانومتر ، وحتى صغير مثل الغاز الأسود. ولكن بالنسبة لنفس حجم الجسيمات ، لا يزال هناك فرق بين أسود الغاز وأسود الفرن ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الاختلاف في كيمياء السطح. منتجات الفرن السوداء خشنة نسبيًا ، بمتوسط ​​حجم جسيم يبلغ 40 نانومتر. بالإضافة إلى ذلك ، عند استخدام عملية إنتاج الفرن الأسود ، يمكن إضافة كمية صغيرة من المركبات الأساسية أو غيرها من المواد المضافة لتغيير درجة ونوع الركام ، وبالتالي الحصول على أسود الكربون عالي الهيكل أو منخفض الهيكل.